טיפול מונע

טיפול מונע

פלט NOX וחלקיקי פיח PM בשליטה

יעקב טל

תקן חוק האוויר הנקי או כפי שאנו מכירים אותו כ- TA-Luft, המיושם כיום על ידי רשויות איכות הסביבה או על ידי הרשויות המקומיות, משית על המשתמש בדלק נוזל לייצור אנרגיה מגבלות באשר לפליטות המותרות לאוויר של NOX וחלקיקיPM  ואחרים במתקנים שונים ובסוגי הדלק השונים.
מוסכם כיום שלמפעלים בהם קיימים מיתקנים מוסקי מזוט כבד, הדרך הזולה ביותר להפקת אנרגיה היא בדלק זה, תוך שימוש בטכניקות להפחתת הפלטים המוזכרים לעיל והגבלתם לרמות הנדרשות.



הפעלת מערכות להורדת הפלטים, אם נעשית בדרך הנכונה, הינה יעילה ביותר ועלות ההפעלה הינה שולית. ככלל, ניתן לומר שעלותה בין 1% ל- 3% אחוז מקסימום ממחיר הדלק (כולל עלות הפחת של מערכת היישום).

המערכות המקובלות באירופה, אליה ישראל מותאמת תקנית, הן מסוג SNCR + משפרי בעירה וזרזים. מערכות אלה מסוגלות לשמר את הפליטות מארובת הדוד בטווח הנדרש על ידי הרשויות וכפי שהזכרנו קודם במחיר סביר וקרוב לזניח ביחס למחיר הדלק.


כיצד מונעים פלט מזהם?
מניעת פלט PM (חלקיקים):‏
חלקיקי פיח, בנוסף להיותם פלט לא רצוי מפאת איכות הסביבה, עלולים ליצור בעיה טכנית קשה, מאחר והם שוקעים על צנרת האש, כלומר, הצנרת שבאמצעותה נעשה חילוף החום בדוד בין גזי השריפה למים. משקעים אלה, כאשר הם נוצרים, מהווים אמצעי מבודד בין גזי השריפה החמים למים, וכך נוצרת עליית טמפרטורה בארובה עקב ירידת מעבר החום ועליה בצריכת הדלק. נוסף לכך חשוב לדעת אם מקור המשקעים הוא בפיח בלבד, אולי הם משקעים של גופרית או מתכות כגון ונדיום ועוד. אלה נמצאות בכמויות קטנות בדלק, ושקיעתן בדוד תנבע בדרך כלל מבעירה לא נכונה, הצתות תכופות או הפעלה שגויה של הדוד. גם בעיות אלה ניתן לפתור בשילוב נכון של הפעלת הדוד ומשפרי בעירה מתאימים.

פלט CO
חד תחמוצת הפחמן הוא תמיד תולדה של בעירה לא מושלמת של חלק מהדלק. מצב זה ניתן למנוע ע"י הפעלה נכונה של הדוד בתוספת משפרי בעירה. חשוב לדעת כי יש ציוד המאפשר בקרה רציפה של נתוני הבעירה. במקרים רבים אפשר להסתפק במדידה חוזרת מדי פעם, אך רצוי לבדוק את איכות הפעלת הדוד לפחות אחת ליום. השקעה בציוד כזה היא כדאית ויש להביא בחשבון שאחוזים בודדים של ירידה בנצילות עולים בתוספת דלק יקר.


מניעת פלט NOX:
פלט ה- NOX נוצר ע"י חמצון (שריפה) של חנקן שנוכח בשריפה משני מקורות:
•  חנקן מובא בדלק.
•  חנקן שבאוויר.
אין באפשרותנו לסלק את החנקן באופן מוחלט. אפשר להפחית בצורה משמעותית את פלט התחמוצות  (NOX  לרמה הנדרשת בתקן).
אחת הדרכים להפחתת ה- NOX היא בעירה תקינה, ובכך להביא להפחתת עודף האוויר למינימום האפשרי. כדאי לזכור, שהחנקן הנמצא בדלק לא ניתן למניעה.


במפעלים בהם קיימים דודי קיטור מוסקים במזוט כבד, נפוצה כיום סברה שניתן לעבור בהינף יד לשימוש בגז טבעי. דבר זה נכון חלקית בלבד כי משטר האנרגיה של שני סוגי הדלקים שונה מאוד ודוד המתוכנן ובנוי לשימוש בדלק כבד (או נוזל בכלל) מפסיד חלק ניכר מתפוקתו במעבר לגז.
משמעות הדברים דלעיל היא שכלכלית ברוב המקרים יהיה זול יותר להמשיך בהפעלת המתקן בדלק הקיים (מזוט) ובטיפול בפלטים בדרך המתוארת במאמר זה.

 חברת ERC מבוכהולץ שבגרמניה, אשר נציגיה בישראל הינה חברת רוטל שיפור וסחר בע"מ מכפר סבא, מייצרת את המתקנים הדרושים למניעת הפלטים מארובות הדוודים וכמו כן מספקת את הכימיקלים (משפרי בעירה וזרזים) הנדרשים.
 


להלן תקצירי הדרך למניעת הפלטים השונים:

סוג המזוט תכונות כלליות ערך קלורי
מזוט קל  צמיגות מקסימלית של 62 סנטיסטוקס ב- 50מעלות צלסיוס. תכולת הגופרית שבו מוגבלת למקסימום 2%. השימוש במזוט זה נעשה לרוב ללא חימום מוקדם.  9,600 קילו קלוריות לקילוגרם
מזוט כבד (1500)  צמיגות מקסימלית של 175 סנטיסטוקס ב- 50 מעלות צלסיוס. תכולת הגופרית שבו מוגבלת למקסימום 2%. השימוש בו מצריך חימום מוקדם.  9,600 קילו קלוריות לקילוגרם
מזוט כבד דל-גופרית (1500)  צמיגות מקסימלית של 175 סנטיסטוקס ב- 50 מעלות צלסיוס. תכולת הגופרית שבו מוגבלת למקסימום 1%. השימוש בו מצריך לרוב חימום מוקדם.  9,500 קילו קלוריות לקילוגרם
מזוט על-כבד (4000)  צמיגות מקסימלית של 40 סנטיסטוקס ב- 100 מעלות צלסיוס. תכולת הגופרית שבו מוגבלת למקסימום 2%. השימוש במזוט זה מחייב חימום מוקדם.  9,400 קילו קלוריות לקילוגרם

הטכנולוגיה – שיטות היישום
כטיפול ראשוני אנו מציינים את הוספת משפרי הבעירה לדלק, זהו טיפול מניעתי דרך המבער. כדי לבצע פעולה זו ביעילות יש לפעול כדלקמן:
לבדוק את איכות הבעירה, יעילות הדוד וכמות הפלט בפועל, וזאת באמצעות בדיקת פלט בארובת הדוד.
לאחר קביעת כמות הפלט ללא משפרי בעירה ממשיכים בבדיקה תוך הוספת משפר הבעירה בקו הדלק במינון מרבי. משפר הבעירה אמור בשלב זה להוריד את הפלט בכמות המרבית האפשרית בתנאי הפעלת הדוד. בדרך זו נוכל לקבוע את כמות המשפר הנדרשת ואת הרכבו.
בשלב האחרון של התהליך עלינו לכוון מחדש את המבער ולהחליף את פיות ההתזה או רכיבים אחרים של המבער על מנת להגיע לבעירה מושלמת ככל האפשר ולרמת הפלט הרצויה או המוכתבת ע"י הרשויות המוסמכות.

נטרול NOX טיפול משני
לצורך נטרול ה- NOX  אנו מיישמים את שיטת ERC-SNCR, כלומר:  Selective Non Catalytic  Reduction.
ייחודה של שיטה זו הוא בעיקר בדרך היישום ולא בתהליך הקטליטי כשלעצמו. חשוב לדעת כי יישום רשלני של הזרקת כימיקלים עלול לגרום לנזקים מרחיקי לכת. לעומת זאת, אם הוא יעשה בצורה נכונה, מבוקרת מחשב ומאובטחת – הוא יקטין את פלט ה-NOX לרמה המותרת. מערכת הזנת הזרז לאזור החם של הדוד בסוף תא השריפה ובמרכזו חייבת להיות בבקרה מלאה של מערכת הפעלת הדוד  - פיקוד המבער. דיוק הפעולה, איכות הפעולה ואמינות המערכת להזרקת הזרז חשובים ביותר להשגת איכות הניטור ושמירה על שלמות המתקן. התהליך הכימי המתרחש בין גזי השריפה והזרז במקרה זה יראה כדלקמן: 
H2O + CO2 + N2 ► O2 + NO + זרז (Satamin 3711).

לסיכום
מניעת פלט תוצרי השריפה אפשרית ע"י הוספת זרזים ומשפרי הבעירה בשיטת .ERC החומרים הרב-רכיביים מאפשרים שריפת דלק באופן כמעט מושלם.
פלט CO שנוצר בבעירה לא מושלמת ניתן למניעה ע"י הפעלה נכונה של הדוד, בעזרת ציוד המאפשר בקרה על נתוני הבעירה.
מניעת פלט NOX  אפשרית וניתן להגיע לרמה הנדרשת עפ"י התקינה.
את פלט ה-SOX לא ניתן למנוע, אך ניתן להקטינו ולנטרל את נזקיו ע"י שימוש בדלק דל גופרית.
גם את שקיעת המתכות שבדלק על צנרת המשחן ניתן למנוע בעזרת משפרי בעירה.

מסקנה
בשריפת דלק כבד (מזוט) ניתן להוריד את פלט החלקיקים PM, CO ו– NOX  לרמת התקינה תוך שימוש בשיטת ERC ובעלות שהיא נמוכה בהרבה מעלות המעבר לשריפת דלק קל, סולר או גז.
למידע נוסף: רוטל דבקים וכימיקלים בע"מ, טל' 09-7667990,www.rotal.com










פי.סי.חץ